trung t©m ¦dcn míi - viÖn khkt b - mientayvn.commientayvn.com/dien...

TrungTrung t©m ¦DCN t©m ¦DCN MíiMíi -- ViÖnViÖn KHKT B−u ®KHKT B−u ®iÖniÖn

MMạạng thng thếế hhệệ kkế ế titiếếpp(NGN)(NGN)

HàHà NộiNội 4/20054/2005


Tổng quanTổng quan

Giới thiệu về NGN

Các điểm quan trọng của NGN

Giải pháp NGN của ALCATEL


Các vấn đề cần quan tâmCác vấn đề cần quan tâm

Giới thiệu NGN

Tại sao phải tiến lên NGN ?

NGN là gì ?

Vai trò của Softswitch

Vai trò của Media Gateway

Vai trò của Signalling Gateway

Vai trò của Media Server

Vai trò của Feature Server


Mạng thoại và số liệu không còn tồn tại độc lập với nhau nữa

Truy nhập Biên Lõi

Số liệu

Thoại LEXLEX TEXTEX

S/RS/R

LAN

V90 Modulation

NASNAS

POTS

RSURSUISDN

BASBASDSLAM

Splitter

ADSL

Mạng lõi IP/ATMMạng lõi IP/ATM

RSU:Remote Subscriber Unit NAS:Network Access Server BAS:Broadband Access Server


Sự thúc đẩy của thị trường

Thoại1997: 80% tổng thu nhập dịchvụ truyền thông toàn cầu

Lợi nhuận dịch vụ thoại đanggiảm

Dữ liệu1997: 20% tổng thu nhập dịch vụ truyền thông toàn cầu

Các dịch vụ IPLợi nhuận đang tăng dần

( Nguồn : A. D. Little )

Biểu đồ lưu lượng thoại/số liệu toàn cầu

0

1,000

2,000

3,000

4,000

5,000

6,000

1997 1999 2001 2003 2005 2007

ThoạiDữ liệu

Gb/s


Lợi thế của cấu trúc NGN

• 1) Tồn tại ‘sự phụ thuộc ’ giữa 2 mạng(Thoại và dữ liệu) và chính điều này tạo nên sự hợp nhất tự nhiên, nhất là với các nhà cung cấp dịch vụ dữ liệu ( như các ISP).• 2) Thêm vào đó, các nhà khai thác không thể đánh giá thấp lợi thế của việc hợp nhất mạng:

• Tăng thêm tính mềm dẻo (Kế thừa từ công nghệ IP).• Shortest path for the media stream : từ chủ gọi đến bị gọi không phải qua thiết bị điều khiển cuộc gọi (« network flattening »).• Do đó, có thể tập chung khả năng điều khiển cuộcgọi (trong Softswitches ).• Có thể tiết kiêm băng thông ( với các chuẩn mã hóa và hỗ trợ khoảng lặng). • Thực sự cung cấp các dịch vụ Multi-Media.


SS7

NGN : Định hướng thị trường

NGNDữ liệu

(IP hay ATM)

NB Access

POTS/ISDN

H.323/SIP xDSLDial-upPOTS/ISDN

CAPEX/OPEXCAPEX/OPEX Các nguồn thumới

Các nguồn thumới

IAD

Bỏ qua các tài nguyên “quá giang” đắt tiền

Internet offload, Class 4/5

cap’n’grow, replacement, expansion

Internet offload, Class 4/5

cap’n’grow, replacement, expansion

Điện thoại IP,Các dịch vụ đa phương tiện,xóa nhòa khoảng cách địa lý

Điện thoại IP,Các dịch vụ đa phương tiện,xóa nhòa khoảng cách địa lý

BB Access

PSTN(dựa trên TDM)


NGNNGNCác giao diện mở

Truyền dẫn đơn giản qua TDM, ATM, IP

Tiết kiệm chi phí(CAPEX & OPEX)

Có sự phân chia: dịch vụ điều khiển,media và truy nhập

Dịch vụ mớivà lợi nhuận mới

Dễ dàng tương tácgiữa các

nhà khai thác

Hi vọng của NGN


Telenor (Norway)“Còn nhiều việc đang thực hiện vềQoSQoS và tính kinh tếtính kinh tế…”

Energis (UK)“Chuyển mạch kênh sẽ bị loại bỏ ngoài năm 2010”

Infostrada (Italy)Lợi ích của NGN đến từ các dịch vụ mới, chứ không phải từ giá rẻ

Deutsche Telekom (Germany)Các công nghệ không hội tụ mà là dịch vụ

Từ ước muốn (năm 2001 ) … Đến việc triển khai (năm 2004 )

British TelecomChi phí phát triển NGN chưa thể ước lượng được

CiscoVới ứng dụng thoại, Mạng IP sẽ không chịu tải quá 15%

Infonetics ResearchTất cả thu nhập do softswitches và media gateways giảm 9% trong quý 3 năm 2002. Hầu hết các nhà cung cấp dịch vụ không hi vọng việc triển khai VoIP ít nhất đến năm 2004


Các dịch vụ mới là hướng phát triển chínhbên cạnh việc triển khai hiện tại

Dịch vụ VoIP

Nguồn : Yankee Group 2003


Tổng quanTổng quan

Giới thiệu về NGN

Các khía cạnh khác biệt của NGN

Tổng quan về giao thức

Các điểm quan trọng của NGN

Giải pháp NGN của ALCATEL


NGN được dựa trên 2 khái niệm chính :

- Hội tụ giữa thoại và số liệu ( Cùng một công nghệ do đó sử dụng chung mạng để triển khai cả hai ứng dụng)

- Phân chia các lớp mạng( “Chuyển mạch” và “xử lý cuộc gọi” không còn được hỗ trợ bởi cùng một thiết bị)

NGN :Khái niệm


Truy

nhậ

pTr

uyền

tải

Điều

khiển

Ứng

dụn

g

Các dịch vụ ứng dụngThoại/Data/MM

Information SystemIN, TMN

Cấu trúc mục tiêu của NGN

TGW Mạng TDM

Mạng dữ liệu S/R

Mạng gói

Call Server

RGW AGW IAD

( “Softswitch”, hay MGC = “Media Gateway Controller”,

hay “Call Agent” )


Lớp dịch vụ

Lớp điều khiển

Lớp media

Lớp truy nhập

netw.indep.svcs.

PSTNISDNPLMN

SS7

Cấu trúc NGN


Một mạng truyền thông vớiCó sự chia cắt rõ ràng của các lớp truyền tải, truy nhập, điều khiển và dịch vụ

Liên kết hoạt động giữa các lớp và các mạng khác qua các giao diện mở

Điều khiển trong suốt qua các công nghệ truyền tải khác nhau (ATM, IP, TDM, ...)

Sử dụng các thành phần trên cơ sở đã chuẩn hóa

Dịch vụ mới! Lợi nhuận mới!

Khái niệm NGN


Chuyển mạch

Điều khiển cuộc gọi

Các giao diện

Mạng gói

Máy chủcuộc gọi

Gateways

Chuyển mạch trung tâm Các thành phần NGN

From integrated to distributed call processing


Ví dụ về lớp 4 ( chuyển tiếp ) : Mạng TDM hiện tại

PSTN

SS7

PSTN

SS7

TDM

Switch

PSTN

SS7

Bearer ( kênh thoại 64 kb/s)

TDM

Switch

ISUPISUP

ISUP

- Không có dàn xếp mã hóa ( G711 only )- Không có địa chỉ động ( sử dụng CIC )- Băng thông chỉ sử dụng cho thoại


Sử dụng VoP Trunking « định hướng NGN »

PSTN

SS7

Mạng gói PSTN

SS7

BICC ( Bearer Independent Call Control )

Bearer Kênh thoại

Switch(VoP-capable)

Switch(VoP-capable)

- Có khả năng dàn xếp CODEC ( “nén thoại” và“hỗ trợ khoảng lặng”).

-Băng thông có thể chia sẻgiữa các ứng dụng thoại và dữ liệu

( = ISUP + “@ and CODEC” negotiation )ISUP


PSTN

SS7

PSTN

SS7


Media Layer

Switch(VoP)

Switch(VoP)

mạng gói

Sự phân chia các lớp Cấu trúc NGN


Cấu trúc NGN ( class 4 = Chuyển tiếp )

PSTN

SS7

CallServer

PSTN

SS7Lớp điều khiển

Lớp truyền tải

Gate-Way Gate-

Way

CallServer

Bearer

H.248( = MEGACO )

H.248( = MEGACO )

BICC

mạng lõi

ISUP


Cấu trúc NGN lớp 4 ( nâng cao )

PSTN

SS7

Mạng lõi

CallServer

PSTN

SS7

TGW

CallServer

BICC (or SIP-T/SIP-I)

*

: Sử dụng SIGTRAN (SCTP) để mang ISUP qua IP

SGW

ISUP*

TGW

SGW

ISUP*

Bearer

H.248( = MEGACO )

H.248( = MEGACO )

*


Cấu trúc Class 4 : « Một-Call Server »

PSTN

SS7

CallServer

PSTN

SS7

TGW

( Cấu trúc không sử dụng BICC,SIP-T/SIP-I )

SGW

TGW

SGW

Bearer

ISUP ISUP

H.248( = MEGACO )

H.248( = MEGACO )

DataBackbone


Class 5 ( Truy nhập ) Cấu trúc NGN

CallServer

AGW

CallServer

BICC ( or SIP-T / SIP-I )

Sử dụng SIGTRAN/SCTP để mang ISDN (Q.931) hay V5.2 qua IP.

SGW

AGW

SGW

RSU

**

Bearer

H.248( = MEGACO )

H.248( = MEGACO )

*

DataBackbone

RSU


Đầu cuối Truy nhập tổng đài nội hạt chuyển tiếp Quốc tế

Các thành phần NGN?

New ergonomy, or Local switch replacementHoặc

International Bypass

Transit replacement, capacity extension Hoặc


Mạng lõi

PSTN

SS7

Call Server

(*)( tùy chọn )

TrunkingGateway

Central.Access

GatewayISDN

POTS

ADSL VoDSL SDSL / VDSL

Data

RSU

Gateway truy nhập

Resid.Gateway

(*) : hay MGChay Call Agenthay Softswitch

IAD

Tổng quan về các thành phần NGN

Media Server


Lớp truy nhập


Lớp dịch vụ

CallServer

PSTN

SS7

FeatureServer

WGW

Các thành phần NGN trên mỗi lớp

(or RGW)AGW

SGW

TGW


Giới thiệu NGN


NGN là gì ?









• Softswitch cung cấp chức năng Xử lý cuộc gọi một cách thông minh.• Nó điều khiển media gateways trong lớp truyền tải bằng cách sử dụng các giao thức điều khiển đã chuẩn hóa như MGCP hay Megaco (H.248). Sử dụng các giao thức này nó sẽ xác định hai điểm cuối cần thiết tham gia mỗi cuộc gọi( hay phiên). Khi đã xác định, nó sẽ lệnh cho hai điểm cuối thiết lập kênh mang giữa chúng.• Các điểm cuối này khi đó sử dụng các cơ chế thích hợp (ATM SVCs/PVCs, IP-based RTP stream, MPLS LSP, Ethernet VLAN, …) để thiết lập kênh mang. • Thuận lợi của cách tiếp cận này là các thuê bao và các kiểu media( dữ liệu, video) có thể thêm/loại bỏ tương đối dễ dàng trong một cuộc gọi hay 1 phiên đàm thoại, Theo đó thuận tiện cho truyền thông « đa dịch vụ".



CallServer

Mạng gói

Chủ gọi Bị gọi

Sig.

GW

Sig.

GW

Ctrl.

< Dịch vụ >

Bearer

Sig. = ISUP, ISDN, V5.2, H.248 (POTS), …


Giới thiệu NGN


NGN là gì ?









• « Media Gateway » chỉ cần thiết khi có cơ sở hạ tầng TDM ( Không cần chức năng Media Gateway cho việc truyền thông end-to-end ở mạng gói như « IP-phone gọi IP-phone » ).•Kết nối giữa hai điểm cuối dựa trên các công nghệ khác : MG cung cấp khả năng liên kết hoạt động phần media.

• Trong một số trường hợp, Báo hiệu trong băng được giám sát để gửi thông tin tới Softswitch ( như: nhận đủ số DTMF của thuê bao) hay lựa chọn giao thức mang thích hợp(như: yêu cầu Modem và Fax).

• Liên kết hoạt động với PSTN = TGW• Liên kết hoạt động với RSUs = C-AGW• Liên kết hoạt động với thuê bao«TDM»=AGW hay RGW


Trễ trong VoIP

Trễ truyền tải PCM : ≈ 2 msTrễ gói hóa: Theo kích cỡ gói ( Thường : 5, 10 hay 20 ms )Trễ nội bộ

Trễ mã hóa G.711 ≈ 0 ms ( khoảng : 2 tới 4 ms với CODEC khác)Trễ xử lý nội bộ ≈ 2 ms

Trễ truyền dẫn IP ≈ 0 ms (Trong điều kiện thử nghiệm)Trễ Jitter bộ đệm ≈ 3 ms Trễ xử lý nội bộ


Trễ truyền tải PCM ≈ 2 ms

Trễ truyền tải PCM : ≈ 2 msTrễ gói hóa: Theo kích cỡ gói ( Thường : 5, 10 hay 20 ms )Trễ nội bộ


Trễ truyền dẫn IP ≈ 0 ms (Trong điều kiện thử nghiệm)Trễ Jitter bộ đệm ≈ 3 ms Trễ xử lý nội bộ


Trễ truyền tải PCM ≈ 2 ms

GW GWIPTDM TDM


Với tiếng vọng, ITU-T khuyến nghị trễ « round

trip » cho phép là 50 mS

< 50 mS

> 50 mS

Điều khiển tiếng vọng ( ITU-T G.131 )

Tiếng vọng

Trễ


Nguyên nhân tiếng vọng

Tiếng vọng điện Subs.Board

4 dây 2 dây

Tiếng vọng

Tiếng vọng trong mạng PSTN là vấn đề quan trọng do nguyên nhân chuyển đổi 2-4 dây tại đường truyền dẫn thuê bao tương tự

Cũng được xét đến trong cấu trúc NGN !!

Nguyên nhân chính tạo tiếng vọng trong mạng TDM


Truyền dẫn vệ tinh:

Nén thoại vệ tinh(khoảng 90 ms). 36000 Kms « lên »

+ 36000 Kms « xuống » Tốc độ truyền ( 300,000 Kms/sec. ) = 260 mS .

( Vệ tinh )

Nguyên nhân chính tạo tiếng vọng trong mạng TDM


Internat.Exchange

ECD

( Vệ tinh )

Internat.Exchange

ECD

Chủ gọi

Echo

Bị gọi

Echo

(*) ECD đối với tiễng vọng phía bị gọi

(*)

(#) ECD đối với tiễng vọng phía chủ gọi

(#)

Giải pháp triệt tiếng vọng TDM


GWECD

Chủ gọi

Echo

Bị gọi

Echo

(*) ECD đối với tiễng vọng phía chủ gọi

(*)

(#) ECD đối với tiễng vọng phía chủ gọi

Giải pháp triệt tiếng vọng trong NGN

Mạng gói

Trễ cao nhất:25ms( một hướng )

GW ECD

(#)

GWs phải hỗ trợG.165 và G.168


Ví dụ các năng lực của GW

•Các thông báo và Tone cơ bản : chúng được gửi bởi GW(qua bản tin H.248).• V23 freq. generator : Khi thuê bao tương tự là V23, tần số được gửi đi bởi AGW và gói H.248 thích hợp sẽ được hỗ trợ.• Subscribers with TTX : xung tính cước sẽ được AGW xử lý (gửi qua H.248 với gói tin thích hợp).• Hội nghị : Gateway có thể tạo hội nghị (3 terminations được gán vào cùng 1 H.248 context bởi MGC).• RTP và TDM hair-pinning : có thể được yêu cầu trong một số cấu hình(xem slide sau ).


Các yêu cầu của GW

Ví dụ :

- Hỗ trợ lệnh « MOVE » của H.248

- Hỗ trợ khả năng « RTP Hair-pinning » :

- Hỗ trợ « IP Loop » ( « TDM hair-pinning » case ) :

Ngay khi dịch vụ được thực hiện (sủa đổi Cx), lệnh « MOVE » được gửi bởi Softswitch.

Ngay khi việc chuyển hướng không thực hiện được (hoặc do cùng 1 vùng), RTP hair-pinning được kích họat

Ngay khi lưu lượng nội hạt ở GW, TDM hair-pinning được kích hoạt.


Chuyển hướng ( Cấu hình một call server)hỗ trợ « Move » H.248

PSTN PSTNTGW

IPAGW

B chuyển cuộc gọi sang C

A quay số B

Thuê bao C

VoIP

VoIP

TGW

H.248« Move »

CallServer


Chuyển hướng ( Cấu hình nhiều call server)Yêu cầu hỗ trợ RTP hair-pinning

PSTN PSTNTGW

IPAGW

B chuyển cuộc gọi sang C

A quay số B

Subs. C

VoIP

VoIP

TGW

CallServer

CallServer

BICC haySIP-I (*)

Phân chia vùng

(*) : không hỗ trợ cơ chế chuyển hướng


Inter-domain ( Liên kết giữa 2 nhà khai thác NGN) RTP Hair-pinning được yêu cầu tại GW

CallServer

TGW IP IP

CallServer

TGW

CallServer

TGW

BICC hay SIP BICC hay SIP

H.248 H.248 H.248

Phải hỗ trợRTP Hair-pinning

Biết đến với tên« Border Media Gateway »

RTP RTP


Cấu hình TDM tới TDM

IP

TGW

LEX

LEX

Class 4

RSU

RSU

Class 5

TGW

Real TDM-TDM hair-pinning( more optimized )

TDMVoIP

IP loop (được hỗ trợ với các cuộc gọi phức

tạp )


Tóm lược 3 trường hợp «hair-pinning»

RTP hair-pinning :

2 IP terminations trong cùng một H.248 context.

TDM hair-pinning :

2 TDM terminations trong cùng một H.248 context.

IP loop :

2 H.248 contexts khác nhau với 1 IP termination và mỗi TDM termination trong 1 context


Giới thiệu NGN


NGN là gì ?









• « Signalling Gateway » cung cấp việc liên kết báo hiệu giữa mạng TDM và mạng gói.• Phụ thuộc vào loại báo hiệu sử dụng (ISUP, ISDN, V5.2, …), SIGTRAN được sử dụng hiệu quả (đảm bảo thời gian thực) và Tin cậy (Hỗ trợ không mất gói và jitter trong mạng gói ).• Với thoại và báo hiệu được nhận trên cùng 1 kênh, chức năng SG thường được tích hợp trên Media Gateway.•Với ISUP « quasi-associated » ( use of STP ), Signalling Gateway là thiết bị « độc lập ».


Signalling Gateway integrated or co-located with the Media Gateway equipment ( distributed SGW )

PSTN

SS7

CallServer

TGW

SGW

Bearer

ISUP

mạng lõi

Bị gọi

Associated-ISUP( Thoại và báo hiệu

trên cùng PCM)


« stand alone » Signalling Gatewayin a next-generation STP ( centralized SGW )

PSTN

SS7

CallServer

TGW

NG-STP( SGW )

Bearer

ISUP mạng lõi

Bị gọi

Quasi-associated ISUP (sử dụng STP)


Giới thiệu NGN


NGN là gì ?









• « Media Server » phân phát dịch vụ thoại và video trên

mạng gói , như cầu hô i nghị (nếu không được hỗ trợ bởi

MG), thông báo (các thông báo đơn giản do MG gửi), I.N.

(Intelligent Network) và một số tương tác với người dùng,

…

• Trên thị trường, chúng là thiết bị được điều khiển bằng

SIP hoặc H.248/MGCP và là giải pháp của SRPs ( Service

Resource Point hỗ trợ cho I.N. ).

•Chức năng « Media Server » có thể được tích hợp trong

Softswitch hoặc để ở Media Gateways.


« Media Server » : Giới thiệu một cuộc gọi với I.N.

CallServer

AGW

mạng lõi IP

MediaServer

PSTN

SS7SCP

TGW

SGW

1: Off hook notification2: sẵn sàng nhận số và gửi âm mời quay số3:Gửi các số

( PPC = PrePaid Card )

6: Yêu cầu kết nối AGW và MS

4

4: Kích hoạt dịch vụ PPC

88: “thông báo”Gửi tới Media Server

7: Thiết lập luồng VoIP “RTP” giữa AGW và Media Server

11: số Card và số bị gọi gửi tới SCP

11

13:Yêu cầu thiết lập 1 kết nối giữa AGW vàTGW

13

13

14: Thiết lập kênhVoIP tới bị gọi.

12: ISUP

1 2

3 6

VoIP7

VoIP14

5: “Connect To Resource” gửi tới Call Server

5

6

9: “nhập số card của bạn”

10: “Quay số bị gọi”


Giới thiệu NGN


NGN là gì ?








Vai trò của Feature Server ( hay Application Server )

• « Feature Server » là thiết bị tùy chọn bổ sung tập dịch vụ cho Softswitch, đóng vai trò lớp dịch vụ.• INAP hay API có thể được sử dụng giữa lớp điều khiển (Softswitch) và lớp dịch vụ (Feature Server).• Mục tiêu chính của feature Server là đưa ra các dịch vụ mới không cần cập nhật phần mềm ở Softswitches trong thời gian rất ngắn.• Hơn nữa, Feature Servers còn đưa ra giao diện API mở Cho phép kết nối tới các server ứng dụng của nhà cung cấp thứ 3 : Một dịch vụ mới có thể được phát triển bởi bản thân nhà khai thác mạng. • Application Server trong NGN thường là sự phát triển của SCP (I.N.)


Network Management

ServiceManagement

ProductCreation

Cor

ba, S

NM

P, F

TP

Network Management

ServiceManagement

ProductCreation

Cor

ba, S

NM

P, F

TP

Softswitch MultiMediaSoftswitch

Access Server

H323, SIP, Radius, Diameter, ...

SoftswitchMultiMediaSoftswitch

Access Server

H323, SIP, Radius, ...

HTM

L, WA

P, X

ML

User- ServiceInteraction

SelfManagement

SelfActivationH

TML, W

AP

, XM

L

User- ServiceInteraction

SelfManagement

SelfActivationParlay, Jain,OSA, SIP, XML

InternalApplication

Server

ExternalApplication

Server

Parlay, Jain,OSA, SIP, XML

InternalApplication

Server

ExternalApplication

Server

ISUP, INAP, CAMEL, MAP, IS41

S12/E10/Megahub AXE-10 DX 200 EWSD DMS 5ESS System X EMX

ISUP, INAP, CAMEL, MAP, IS41

Open Services Platform

Service Creation

Open Services Platform

Service Creation

ToolkitsToolkits

Dịch vụ mới đưa ra bởi “Upper-layer” platform

Xin cám ơn!Xin cám ơn!

trung t©m ¦dcn míi - viÖn khkt b - mientayvn.commientayvn.com/dien...

Documents